1-2动量定理（教学设计）-【大单元教学】（人教版物理选择性必修第一册）.docx

第一章　动量守恒定律 第2节　动量定理 【教学内容分析】 动量定理是一个重要的规律，它揭示了力在一段时间内连续作用的累积效果与动量变化之间的关系，进一步揭示了运动状态变化与相互作用之间的关系。前一节内容重在建立动量概念，并没有关注一个物体动量变化的原因。通过恒力情况下的理论推导，可以认识到冲量是动量发生变化的原因，同时动量定理也是下一节从理论上推导动量守恒定律的基础。教材虽然是在恒力作用的情况下由牛顿第二定律推导出动量定理的，但是动量定理不仅适用于恒力的情况，也适用于变力的情况。正因为如此，动量定理在实际中有更广泛的应用，尤其在解决作用时间短、作用力大而且随时间变化快的打击、碰撞等问题时，用动量定理要比用牛顿第二定律更方便。 【教学目标和核心素养】 1物理观念： 能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式；理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。 2科学思维： 会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。 3科学探究： 通过对动量定理的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，认识物理模型工具在物理学的作用。 4科学态度与责任： 有参与科技活动的热情，有从生活到物理，从物理到生活的意识。 【教学重难点】 动量定理的推导和对动量定理的理解 2．利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析。 3．动量定理的矢量性，也就是如何正确理解“合”外力的冲量等于物体“动量的变化”。尤其是方向的一致性，即合外力的冲量的方向和动量变化量的方向一致。 【教学方法】 实验法、讲练法、讨论法 【教学用具】 投影仪，多媒体辅助教学设备；完成该实验的实验器材，2个鸡蛋、2个烧杯、布、刻度尺 【教学过程】 一、创设情境，引入课题 让粉笔从相同的高度分别落到水泥地上和铺在地上的厚布上，观察会有怎样的现象发生。 结果：落在水泥地上的粉笔断了，而落在垫有厚布的地上却没有断。 思考：为什么会产生这两种不同的现象？ 二、新课教学 （一）温故知新 在前面所学的动能定理中，我们知道，动能的变化是由于力的位移积累即力做功的结果，那么，动量的变化又是什么原因引起的呢？ （二）情境探究 思考：汽车以速度V运动，急刹车到停止。若对车施加很大的阻力，则车停止时间很短；如果对车施加很小的阻力，则车停止时间较长。 两种情况下，汽车的_______变化相同。可见，引起运动状态改变，要考虑_______和_________这两个因素。（引导学生对引起动量变化因素的思考） （三）问题探究 问题情景：假设一个质量为m的物体在恒定的合外力F作用下，做匀变速直线运动，初速度为 v，经过一段时间t后，速度变为v′，试探究合外力F的表达式。 由牛顿第二定律知：F = ma，加速度：，即，推导得Ft = mv – mv0=Δp （类比动能定理得出冲量概念） ，Ft = mv – mv0=Δp 描述物体动能变化的物理量是功，那么描述物体动量变化的量是什么呢？--------引出冲量概念。 （四）冲量 1.定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。 2.公式：I = Ft 3.单位： 牛·秒（N·s） 4.意义：（1）冲量是矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。 (2) 冲量是过程量，是力对时间的积累效应。(3) 冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。 问题：根据图像求出恒力F0在时间t内I = F0t 思考：若F为变力，如何求其冲量？ 一段时间内的变力近似认为物体在每一时段以受到某一恒力一段时间内的变力的冲量 一段时间内的变力 近似认为物体在每一时段以受到某一恒力 一段时间内的变力的冲量 微元法： 由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。（微元法是高中物理中的一种重要方法，借助微元法求解变力冲量） 我们可以把碰撞过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受得力没有很大的变化，这样对于每个短暂过程就能够应用 Ft =Δp ，把应用于每个短暂过程的关系式相加，就得到整个过程的动量定理。在应用Ft =Δp处理变力问题时，式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值。 冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。I = Ft 只能求恒力的冲量。若合外力是变力，则F 应该理解为变力平均值。 （五）动量定理 类比动能定理的定义类比得出动量定理的内容。 1、内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量，这就是动量定理。 2、表达式：Ft = mv – mv0 3、对动量定理的理解：（1）表明合外力的冲量是动量变化的原因； （2）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同。 （3）动量的变化率：动量的变化跟发生